为什么琥珀可以告诉我们远古生物的秘密?

科普中国网 2016-12-10

  说到琥珀,相信你一定听说过,说不定还知道有些琥珀里面会裹住小虫子。但琥珀封存的远古生命还可能更复杂——比如鸟类,甚至恐龙。

  琥珀:时间胶囊

  琥珀的实质是生物化石。它们是远古树木上滴落的树脂,经过快速地层掩埋、挤压与地热变化后逐渐形成的。琥珀中最常包裹的就是小昆虫,有些琥珀中还能够看到小虫挣扎的痕迹,甚至连它们当时生活环境中的一些碎屑、小叶片也一同被包裹起来,生动地反映了当时的生活场景。琥珀就像时间胶囊一样封印了远古的故事,让我们能够以此一窥过去。

  瞧,有翅膀

  近两年,中国地质大学(北京)的邢立达博士领导的研究团队找到了一些特别的琥珀——比如,两块封印着古鸟类翅膀的琥珀。这两块琥珀来自缅甸北部克钦地区的胡康河谷,那里是缅甸琥珀的传统产地。缅甸琥珀形成于距今0.99亿年前的白垩纪,可以说它们是来自恐龙时代的“时间胶囊”。

  这两个鸟翅膀并不大——太大了琥珀可包不住。一个展开后长18毫米,另一个只有12毫米。因此,这两个翅膀的主人大概也就只有蜂鸟般大小。研究人员将它们分别命名为“天使之翼”和“罗斯标本”。“罗斯”的英文是“Rose”,但这个名字的意思不是“玫瑰之翼”,邢立达博士介绍说他们在命名的时候是为了纪念一个叫罗斯(Rose)的男性古生物学家。

  两个翅膀的细节保存得非常完好。由于两个翅膀外观相似、大小相近,两块琥珀的埋藏年代和位置也相同,所以研究人员认为它们很可能属于同一种古鸟类。

    反鸟的时代

  琥珀中的两个翅膀乍看都接近黑色,但在各种光照条件下观察后,科学家发现“天使之翼”标本是以黑色为主的胡桃棕色,而“罗斯标本”的大部分区域则呈现出更深的棕黑色。科学家进一步用一种叫“显微CT技术”的方法扫描化石,得到了标本内部的三维影像。其中,“天使之翼”标本保存较好,包括了桡尺骨、掌骨、指区,以及多种不同形态的羽毛。

  仔细观察发现,它们的翅膀与现代鸟类很不一样——翅膀上是有爪子的。在“天使之翼”上一共出现了3个趾,而且趾骨的长短也和今天的鸟类不同。再考虑到一些其他的骨骼特征,研究人员断定这两个翅膀都属于反鸟。反鸟的翅膀上一般有爪子,嘴巴里有牙齿,肩带骨骼的关节组合与现生鸟类的正好相反,因此得名“反鸟”。

  反鸟在白垩纪十分兴盛,它们很可能最早获得了飞行能力,并且于现代鸟类(今鸟)之前已经向全球辐射了。如今,科学家在世界各地的白垩纪地层都发现了不同的反鸟化石。中国发现的华夏鸟、波罗赤鸟、中国鸟、始反鸟、长翼鸟、原羽鸟、长嘴鸟等都属于反鸟。

  反鸟族群在白垩纪结束的时候全部灭绝了。在这两块琥珀发现之前,科学家只能通过化石骨架来了解它们。正是这两块琥珀的出现,科学家第一次能够看到这种古鸟类的组织结构,甚至观察到它们羽毛的细节。在琥珀的包裹中,这些细节几乎与生前无异。

 

  为什么被琥珀裹住了

  研究人员通过骨骼发育的比例认定,两只翅膀的主人都还是幼鸟。从羽毛的覆盖程度上来看,它们或许已经有了一定的运动或飞行能力。这种早熟型的幼鸟具有较强的活动能力,可以独立觅食,减轻了亲鸟哺育的压力,这也是一种生存策略。

  在“天使之翼”标本中,存在着双向的爪痕迹,这也许是挣扎的痕迹,而琥珀中翅膀周围大量的腐败物和气泡也印证了这一点。从这些细节可以推断,这只翅膀的大部分腐败过程是在无氧环境中发生的,或者说,是在被树脂包裹的环境中发生的。这只反鸟很可能在被树脂部分包裹时还活着,或者说,它的翅膀是被树脂粘住了。它或许费了很大力气都没能把翅膀从树脂中“拔”出来,之后随着地质的变迁,鸟儿其他的部分都腐烂消失了,只剩下了被琥珀包裹的翅膀存留至今。

  “罗斯样本”的情况则不同。“罗斯样本”可能来自一具反鸟尸体,它在被树脂裹住前就已经完全腐败了。这只鸟可能命丧捕食者之口,然而捕食者或许因为某些原因撕下了它的翅膀没有食用。结果,被遗弃的翅膀被滴落的树脂裹住,最终变成了今天的样本。样本周围大量的食腐的蝇类也印证了这一猜测,它们可能正在腐败的翅膀周围盘旋,但在树脂滴落的刹那来不及逃脱,与这只反鸟一同被封印在琥珀中。(冉 浩 邢立达)

责任编辑:xujinghui

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